某變電站斷路器信號異常分析

范軍華，張帥，曹健健

（廣東電網有限責任公司梅州供電局，廣東 梅州514000）

近年來我國智能電網建設不斷深入，大量斷路器、隔離開關等設備應用到電網改造過程中，為繼電保護及自動化管控奠定了良好基礎。上述裝備雖然能夠實現對一二次設備的有效監視，但如出現導常造成拒動、誤動，會影響變電站的運行安全，應根據容易出現故障的類型做好風險防控，改善斷路器控制性能。

1 故障概況

2021年07月01 日01:06:29.003，某變電站監控后臺報5042斷路器SF6壓力低閉鎖跳II、第二組控制回路斷線動作，500 ms后復歸。

08:37:42.595，5042斷路器再次動作，300 ms后復歸。

維修人員現場檢查后發現，5042斷路器SF6表計壓力、空開、繼電器等運行正常，保護裝置無異常報警，一二次設備正常。

2 原因分析

2.1 基本原理

某變電站選用SF6斷路器，其信號回路如圖1所示。上述系統中，正常情況下：

圖1 SF6控制信號回路圖

若HWJ=1，此時HWJ繼電器到跳閘線圈2都是導通的。可以直接根據該信號判斷跳閘回路2是否正常導通，同時還可以判斷開關在合位，即常開輔助接點BG1的23、24閉合；

同理，利用TWJ監視的操作箱到合閘線圈之間的回路，若此時開關在運行狀態（合位），那么此時開關合閘回路因串聯斷路器輔助常閉輔助接點，TWJ=0。

2.2 故障檢查

本次變電站5042斷路器發SF6壓力低閉鎖跳II、第二組控制回路斷線信號異常動作時，HWJ=0，TWJ=0，系統發出控制斷線信號。

經現場檢查，5042斷路器第二組控制電源201正電接入后經操作箱HWJ達到中控箱，此時斷路器保護屏正電從中控箱730 A、700分別送至分控箱。前者經過分控箱遠方就地、SF6低壓閉鎖分閘2 K10繼電器、斷路器輔助接地直接到達分閘線圈；后者則在經過密度繼電器5、6接點，最終分送到K10主繼電器的各個輔助接點中。

根據控制原理和正點接入后的帶電情況，可以發現本次5042斷路器發SF6中的K10兩側21、24接點接通，即分控箱中X1 960和961導通，通過S501、S801向5041測控開入，在一定程度上影響了系統的可靠性和穩定性。這是導致本次5042斷路器SF6壓力低閉鎖跳II的主要原因。

與此同時，現場檢查過程中還發現K10主繼電器明顯勵磁。根據控制原理，若K10勵磁，K10的11和12接點打開。此時，分閘回路斷開，HWJ=0；5042開關在合位，TWJ=0，發出異常信號，這與第二組控制回路斷線信號異常情況一致。繼保拆檢后確認，K10主繼電器閉鎖跳合閘1接點損壞，這是造成本次操作箱發出控制斷線信號的根本原因。

3 處理方案

本次現場檢查過程中確認5042斷路器第一組控回斷線運行正常，第二組控回斷線系統中K10主繼電器閉鎖跳合閘接點損壞。查閱某變電站歷史存在問題及缺陷情況記錄后發現，2020年6月25日17:30，該變電站220 kV甲線出現過同類型事故，系統顯示：該變電站E2112開關SF6壓力AC相為0.7 MPa，B相位0.69 MPa，與歷史抄錄數據相比無明顯下降趨勢。拆檢后發現為密度繼電器超期服役，更換新的裝置后恢復正常。

上述事故與本次事故基本一致，故最終決定更換新的SF6氣體壓力表。繼保人員配合調度停電作業安排進行更換，送電后某變電站5042斷路器控制保護恢復正常。

4 防控方案

4.1 故障原因

對某變電站2010—2020年間斷路器故障數據進行調查后可以發現，控制回路斷線、機構滲漏油等故障在斷路器運行過程中較為常見，如圖2所示。

圖2 某變電站2010—2020年斷路器故障概況

上述故障主要是由于環境因素、技術因素和裝置老化等導致。如惡劣天氣、積塵潮濕等均容易引起斷路器穩定性下降，造成接點誤觸、繼電勵磁等；線路設計不合理、控制保護不到位等將直接影響斷路器控制性能，嚴重時甚至造成相間短路，引起重大變電事故；斷路器SF6在長久使用后會存在明顯的安全隱患，尤其是超限使用后的性能缺陷，造成控制回路斷線等事故。

4.2 處理流程

進行現場檢查，開展有效匯報。檢修人員應第一時間進行現場檢查，根據告警信息、控制回路信號等初步確定故障點和異常情況，確認缺陷等級，若為重大緊急缺陷應及時進行匯報。

歷史數據對比，有效查找原因。在一般變電站斷路器故障后，可先查找平臺中的相關數據，判斷是否存在同類型事故或同區域是否為典型二次事故等，從而有效縮短斷路器缺陷檢測時間。然后，再根據告警信息、控制回路信號等確定故障點和異常情況，即：

由檢修人員進行斷路器性能初步測試，逐一分析閥門開關密閉性，開關、輔助開關、繼電器接點是否完好，液壓裝置是否正常，分合閘動作是否到位等；

配合繼保人員進行斷路器拆檢，逐一確定繼電器帶電情況、開關觸點性能等，確定故障根本原因。

制定科學方案，開展故障處理。現場處理的過程中必須嚴格依照要求規范人員技術操作，保證其能夠安全、高效地完成維修任務。如在本次故障處理時，若異常信號短時即復歸，現場檢查開關3相機構箱、中控箱、斷路器保護屏、開關測控裝置，重點關注有無元器件燒毀，箱內受潮情況。若異常信號未復歸，直接可以用萬用表直流電壓擋測K10的A1端，發現故障后及時繼保人員處理，更換新的繼電器裝置。

4.3 防控措施

定期巡檢。應注意檢查變電站斷路器的絕緣情況，通過絕緣性能測試裝置分析斷路器是否存在勵磁現象、短路現象等，避免由上述問題引起斷路器拒動或誤動；定期檢查斷路器內部積塵、老化情況，利用吹掃裝置、保護裝置等實現惡劣作業區域斷路器的防護。斷路器達到服務期限時應及時更換，避免由斷路器老化引起嚴重變電事故等。

智能監測。隨著智能電網建設的不斷發展和完善，斷路器管理過程中也需要利用好智能電網監測平臺，通過該系統中的采樣裝置，實時獲取斷路器運行參數及分合閘動作狀況等，判斷其是否處于安全閾值范圍內。并對比前期交流耐壓試驗數據、導電回路電阻值、機械屬性值、氣體水分含量測試結果等，分析其現階段運行過程中是否存在狀態異常，及時發現斷路器運行過程中的各項問題，實現實時化管控和維護。

檔案記錄。變電站斷路器故障處理和檢修過程中必須做好檔案記錄，形成完整歷史數據，包括故障處理檔案和日常檢修檔案。前者主要側重故障現場情況、故障原因分析及處理技術方案，后者則側重運維風險評估、缺陷零部件更換記錄、重點裝置點檢記錄等。這樣在出現故障后，人員能夠依照上述信息第一時間查找同類型故障，從根本上提升了斷路器故障防控處理效果。

5 結束語

某變電站5042斷路器發SF6壓力低閉鎖跳II、第二組控制回路斷線信號異常原因分析時，經回路信號分析、現場拆檢確認，為K10繼電器勵磁導致。根據同類型事故處理經驗，現場更換新的裝置后信號異常解除，控制保護正常。這類事故在變電站運行中頻發，應加強日常巡檢和維護，利用好專業工具，開展定期性能檢測，避免出現由二次故障導致的變問題，從根本上改善變電站安全運行況狀。